Como montar um ambiente Kubernetes na Plenit

Continue a ler se quiser descobrir como montar um ambiente de Kubernetes na Plenit e tirar-lhe todo o partido.

Desde que a Google libertou o projeto de Kubernetes há quase 10 anos (2014), esta tecnologia tem vindo a ganhar cada vez mais notoriedade, até se tornar um elemento imprescindível na gestão de microsserviços.

Kubernetes é uma plataforma extensível, portátil e flexível baseada em open software (código aberto) que nos permite administrar cargas de trabalho de diferentes tamanhos e que inclui o dimensionamento variável, permitindo implementar todo o tipo de serviços, facilitando entre outras coisas a automatização e a resposta a picos de trabalho e outros tipos de cargas de trabalho variáveis.

A forma de operação do Kubernetes faz com que seja uma plataforma ideal para gestão baseada em PaaS (Plataformas como Serviço) ou IaaS (Infraestrutura como Serviço).

Como montar um ambiente de Kubernetes na Plenit?

Pré-requisitos e recomendações:

Para concluir com êxito este tutorial e poder montar um ambiente de Kubernetes na Plenit será necessário:

• Por um lado, estar **dado de alta na Plataforma Plenit **com uma Organização e estar registado na mesma após **fazer **Login{target="_blank" rel="noopener"}.
• Por outro lado, ter ativado uma Subscrição de Servidores{target="_blank" rel="noopener"}[.]
• Ter três** servidores** Ubuntu 22.04 implementados dentro da Subscrição.

<!-- -->

• • kubernetes-nacho-1 = Mestre.
  • kubernetes-nacho-2 = Worker 1.
  • kubernetes-nacho-3 = Worker 2.

<!-- -->

• Um Utilizador com **privilégios de administrador **ou através de "root" ou mediante o comando "sudo".
• Segundo as especificações de Kubernetes, as máquinas virtuais provisionadas devem ter pelo menos 2GB de RAM, 2 CPUs e pelo menos 20GB de disco rígido para poder trabalhar, embora em função da Utilização que lhes vá ser dada possa ser necessário aumentar estes requisitos.

Passo 1. Preparando a máquina antes da implementação de Kubernetes

A primeira coisa que se deverá fazer antes de começar com a implementação de Kubernetes é Atualizar os pacotes e a distribuição para nos assegurarmos de que contamos com os pacotes mais atualizados e as últimas fontes atualizadas.

Para isso devem-se executar os seguintes comandos.

_# sudo apt update

sudo apt upgrade_

Recordemos que o comando "sudo" é usado nas distribuições Ubuntu para executar os comandos com elevação de privilégios. Seria algo como um "Super User Do" (Fazer como Super Utilizador), equivalente a um "RunAs" em ambientes Microsoft.

Passo 1. Lançamos a atualização dos pacotes e da distribuição

Um dos pontos que devemos controlar quando trabalharmos com Kubernetes é a utilização da memória de troca ou SWAP. Em algumas ocasiões ocorreram problemas durante o escalonamento dos PODS, já que o sistema não os gere corretamente caso tenha ativa a SWAP do sistema.

Para evitar comportamentos erráticos, a melhor opção é desativar essa opção usando o comando "swapoff".

# sudo swapoff -a

Para comprovar se foi desativada, podem ser usados vários métodos.

_# free -h

swapon -s

cat /proc/swaps_

Para que não se ative no reinício e não possa ser usada de nenhuma forma deve ser eliminada da tabela de sistemas de ficheiros, ou seja de "/etc/fstab" pelo que se deve editar e comentar as linhas onde apareça a palavra "swap".

# sudo vim /etc/fstab

Uma vez feito, se possa fazer a consulta com um "cat" (se és defensor dos gatos, podes usar qualquer outro comando de visualização) para ver se está corretamente guardado.

# cat /etc/fstab

Este processo de limpeza do ficheiro "/etc/fstab" também o poderíamos fazer através do seguinte comando:

# sudo sed -i '/ swap / s/^/#/' /etc/fstab

Este comando baseado em "sed" procura a cadeia "swap", sem aplicar tipagem e coloca um cardinal "#" que é o símbolo usado para comentar texto.

Passo 1. Desativamos a SWAP para que não haja problemas com os PODS de Kubernetes

É possível que se pretenda mudar o nome da máquina para o identificar dentro da nossa Rede ou por qualquer outro propósito. Este processo pode ser realizado antes de todo o processo de iniciar os Kubernetes, motivo pelo qual o mencionamos antes de começar com a operação em si.

É consulta-se o nome atual através do comando "hostname", embora na realidade devesse ser visível como parte do prompt de Bash.

# hostname

De seguida, para mudar o nome da máquina é executado o comando "sudo hostnamectl set-hostname" seguido do novo nome e executado o comando "exec bash" para que as alterações tenham efeito.

Um exemplo de tudo isto poderia ser:

_# sudo hostnamectl set-hostname

exec bash_

Onde:

• ****: Será o nome que a máquina receberá a partir desse momento.

Um exemplo poderia ser:

_# sudo hostnamectl set-hostname kubernetes-nacho-1

exec bash_

Onde:

• "kubernetes-nacho-1" será o nome que a máquina receberá a partir desse momento.

Passo 1. Mudamos o nome da máquina para identificá-la na rede como servidor de Kubernetes

O passo seguinte é configurar o kernel (núcleo do sistema) com uns parâmetros adicionais para que Kubernetes possa funcionar corretamente.

Para isso deve-se editar o ficheiro "/etc/sysctl.conf" executando os seguintes comandos:

# sudo tee /etc/modules-load.d/containerd.conf < /etc/containerd/config.toml».

Depois de executar estes comandos, deverá modificar o ficheiro "config.toml" para localizar a entrada que define «SystemdCgroup = false" e mudar o seu valor para «SystemdCgroup = true".

# sudo sed -i 's/ SystemdCgroup = false/ SystemdCgroup = true/' /etc/containerd/config.toml

Para terminar esta parte devem-se reiniciar os serviços de "containerd" e "kubelet" já que desta forma a configuração será relida e as alterações serão guardadas.

_# sudo systemctl restart containerd.service

sudo systemctl restart kubelet.service_

O normal é que se queira iniciar Kubernetes e, portanto, o serviço Kubelet cada vez que a máquina seja iniciada, pelo que se deverá executar o seguinte comando:

# sudo systemctl enable kubelet.service.

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Passo 2. Preparamos o sistema para a utilização de Containered

O passo seguinte é iniciar o cluster de Kubernetes no nó mestre, com o que quando se arranque um plano de controlo de Kubernetes mediante kubeadm, serão implementados diferentes componentes para administrar e orquestrar o cluster.

Com o seguinte comando se serão descarregadas as imagens dos componentes (kube-apiserver, kube-controller-manager, kube-scheduler, etcd, kube-proxy).

# sudo kubeadm config images pull

Inicializamos o nó mestre passando-lhe "--pod-network-cidr" com o intervalo de endereços IP que temos reservados para a Rede de POD.

# sudo kubeadm init --pod-network-cidr=10.0.0.0/16

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Passo 2. Iniciamos o cluster de Kubernetes

Neste ponto vai-se configurar o kubectl, que é a ferramenta com que se deve administrar o cluster de Kubernetes. Para isso deve-se começar por criar o diretório .kube no HOME e copiar a configuração de administração do cluster.

_# mkdir -p $HOME/.kube

sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config_

Depois disto deverá alterar a propriedade do Ficheiro de configuração que foi copiada para dar permissão ao Utilizador para fazer Utilização do Ficheiro de configuração.

# sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

A seguir vão-se configurar tanto o kubectl como o Calico, que serão necessários para a operação do nosso serviço de Kubernetes. Para isso será necessário executar os seguintes comandos no nó mestre de modo que o operador Calico seja implementado.

# kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.26.1/manifests/tigera-operator.yaml

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Passo 2. Configuramos o Kubctl e o Calico na nossa Ubuntu

O passo seguinte que se deve dar é o de descarregar o Ficheiro de recursos personalizados para Calico, que contém diferentes configurações necessárias para a Utilização deste serviço.

# curl https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.26.1/manifests/custom-resources.yaml -O

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Passo 2. Descarregamos os recursos de Calico e configuramos o CIDR do nosso cluster de Kubernetes

Neste ponto deve-se modificar o CIDR no Ficheiro de configuração "custom-resources.yaml" para que os recursos coincidam com a Rede de POD que se vai provisionar no nosso caso.

# sed -i 's/cidr: 192.168.0.0/16/cidr: 10.0.0.0/16/g' custom-resources.yaml

Neste momento diz-se ao kubectl que leia o conteúdo do Ficheiro "custom-resources.yaml" e que crie os recursos definidos nesse Ficheiro, para o que se deve executar o seguinte comando:

# kubectl create -f custom-resources.yaml

\

Passo 2. Configuramos o CIDR do nosso cluster de Kubernetes

Com isto já deverá estar tudo configurado dentro do nosso mestre, pelo que passamos a configurar os workers.

Passo 3. Adicionar workers ao cluster de Kubernetes

Agora que o nó mestre do nosso cluster de Kubernetes está configurado é tempo de adicionar os nós workers ao cluster, que serão os que realizem o trabalho real, deixando ao mestre a tarefa de coordenar.

Quando se iniciar o kubeadm do nó mestre será fornecido um token que será usado para a adição desses nós de trabalho, que serão adicionados através do comando "kubeadm join".

*# sudo kubeadm join :\\ --token \\ --discovery-token-ca-cert-hash *

Onde:

• ****: Endereço IP do nó mestre do cluster de Kubernetes.
• ****: Porta de comunicação, normalmente "6443".
• ****: Passamos o token de validação.
• ****: Passamos o HASH do token para poder fazer as verificações matemáticas.

Com isto já teríamos adicionado os workers à estrutura de Kubernetes e poderemos começar a operar a plataforma.

NOTA: No caso de encontrar algum problema durante este procedimento, pode consultar-se a ajuda à instalação de Kubernetes{target="blank" rel="noopener"}._

Conclusões:

Como podes ver, montar um ambiente de Kubernetes na Plenit é algo muito simples de fazer seguindo os passos que descrevemos.

Neste caso vimos como implementar o serviço de Kubernetes nos nossos servidores GNU/Linux, Ubuntu 22.04 (a última versão disponível nesta data) mas pode usar-se o mesmo procedimento para outras versões aplicando pequenas alterações.

Podes consultar outros tutoriais e artigos relacionados com esta tecnologia, de GNU/Linux ou outras tecnologias, consultando o nosso blog{target="_blank" rel="noopener"}.

Obrigado por nos acompanhar!